LeetCode #215 Kth Largest Element in an Array 數(shù)組中的第K個最大元素

215 Kth Largest Element in an Array 數(shù)組中的第K個最大元素

Description:
Find the kth largest element in an unsorted array. Note that it is the kth largest element in the sorted order, not the kth distinct element.

Example:

Example 1:

Input: [3,2,1,5,6,4] and k = 2
Output: 5

Example 2:

Input: [3,2,3,1,2,4,5,5,6] and k = 4
Output: 4

Note:
You may assume k is always valid, 1 ≤ k ≤ array's length.

題目描述:
在未排序的數(shù)組中找到第 k 個最大的元素。請注意,你需要找的是數(shù)組排序后的第 k 個最大的元素,而不是第 k 個不同的元素。

示例 :

示例 1:

輸入: [3,2,1,5,6,4] 和 k = 2
輸出: 5
示例 2:

輸入: [3,2,3,1,2,4,5,5,6] 和 k = 4
輸出: 4

說明:

你可以假設 k 總是有效的,且 1 ≤ k ≤ 數(shù)組的長度。

思路:

  1. 排序
    時間復雜度O(nlgn), 空間復雜度O(1)
  2. 小根堆
    時間復雜度O(n), 空間復雜度O(n)
  3. 快速排序
    注意加入隨機數(shù)下標, 以保證時間復雜度最優(yōu)
    時間復雜度O(n), 空間復雜度O(lgn)

代碼:
C++:

class Solution 
{
public:
    int findKthLargest(vector<int>& nums, int k) 
    {
        priority_queue<int,vector<int>, less<int>> q;
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) q.push(nums[i]);
        while (k-- > 1) q.pop();
        return q.top();
    }
};

Java:

class Solution {
    public int findKthLargest(int[] nums, int k) {
        return findKthLargest(nums, 0, nums.length - 1, k);
    }
    
    private int findKthLargest(int[] nums, int left, int right, int k) {
        int index = partition(nums, left, right);
        if (index + 1 == k) return nums[index];
        if (index + 1 < k) return findKthLargest(nums, index + 1, right, k);
        return findKthLargest(nums, left, index - 1, k);
    }
    
    private int partition(int[] nums, int left, int right) {
        int random = (int)(Math.random() * (right - left + 1) + left), i = left, j = left + 1, temp = 0;
        swap(nums, left, random, temp);
        while (j <= right) {
            if (nums[j] >= nums[left]) swap(nums, j, ++i, temp);
            ++j;
        }
        swap(nums, left, i, temp);
        return i;
    }
    
    private void swap(int[] nums, int i, int j, int temp) {
        temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }
}

Python:

class Solution:
    def findKthLargest(self, nums: List[int], k: int) -> int:
        return sorted(nums)[-k]
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